Prakt. Met. Sonderband 52 (2018) 177
log 4) KOMBINATION VON NANOINDENTATION UND MIKROSKOPIE
3 vy ZUR UNTERSUCHUNG VON ALUMINIUM-LEGIERUNGEN IM
on tn GROB- UND ULTRAFEINKORNIGEN ZUSTAND
5G Einer
direkt
Ne Johann Kappacher', Alexander Leitner?, Helmut Clemens’, Verena Maier-Kiener’
ol. Digg
1 begt
Vesting I Department Metallkunde und Werkstoffpriifung, Montanuniversitat Leoben, Leoben
2 Department Materialphysik, Erich-Schmid-Institut für Materialwissenschaften,
Osterreichische Akademie der Wissenschaften, Leoben
3 COMET
KURZFASSUNG
Bei der Nanoindentation von Aluminiumlegierungen kénnen Materialaufwerfungen im
plastischen Verformungsbereich des elastisch-plastischen Eindrucks beobachtet werden.
Diese werden als „Pile-Ups“ bezeichnet und können sich signifikant auf die gemessenen
alogs, 2013 mechanischen Kennwerte auswirken, da die tatsächliche Kontaktfläche zwischen Eindring-
ı körper und Probe unterschätzt werden kann. In dieser Arbeit wurde das Pile-Up-Verhalten
ns, Japan einer ausscheidungshértenden (AA2024) sowie einer mischkristallnértenden (AA5182) Al-
Knetlegierung im grobkérnigen sowie ultrafeinkérnigen Zustand analysiert. Dabei wurden
rein die verbliebenen Eindriicke im Lichtmikroskop mittels differentiellen Interferenzkontrast
3 sowie im Rasterelektronenmikroskop durch Sekundarelektronen als auch Elektronenruck-
ge PP streubeugung untersucht. Mikroskopische Aufnahmen der Hérteeindriicke wurden
way 0 he beziiglich der Materialaufwerfungen sowohl qualitativ hinsichtlich Verformungsverhalten, als
261 auch quantitativ in Hinblick auf die tatsächliche Kontaktfläche diskutiert.
10n behavior
4 EINLEITUNG
-and
# smal Durch die fortschreitende Miniaturisierung in mikroelektronischen und -mechanischen
Systemen sowie immer komplexeren Legierungssystemen gewann die Methode der
„wesen tiefenregistrierenden Härteprüfung, auch Nanoindentation genannt, in den vergangenen
ant Jahrzehnten zunehmend an Bedeutung. Zur Bestimmung von Elastizitatsmodul (E-Modul)
und Härte H hat sich dabei die sogenannte Oliver-Pharr Methode [1] etabliert, bei der die
fence mechanischen Kennwerte wie folat berechnet werden:
P vn S 1 (1-v3) A-v3
H=— 1 Er = 2 —— 3
ww a (1) "ZB Ja (2) E ETE (3)
‚te-Specific
N on (P: Last; Ac: projizierte Kontaktflache des Harteeindrucks). Der reduzierte E-Modul E; setzt
sich aus den materialspezifischen E-Moduli E sowie den entsprechenden
ind possible Querkontraktionszahlen v von Probe und Indenterspitze zusammen und kann Uber die
9 (2007) Kontaktsteifigkeit S und einen Geometriefaktor ß ermittelt werden.
Der große Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass Härte und E-Modul direkt aus den
pe Gibbsian Versuchsdaten berechnet werden können, ohne dass eine Vermessung des verbleibenden
"AT Harteeindrucks notwendig ist. Kommt es jedoch im Zuge einer elastisch-plastischen
1) 6724-6727. : )
Lori H. Verformung um den Eindruck zu Materialaufwerfungen, den sogenannten Pile-Ups, können
of \ diese Abweichungen mit dieser Auswertemethode nicht berücksichtigt werden. Dabei kann
terials. Mater or 2 N :
bei einem unginstigen Verformungsverhalten des entsprechenden Materials die
